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CONFIABILIDAD & RIESGO

Confiabilidad & Riesgo

«No es la especie mas fuerte la que sobrevive, ni la más inteligente, sino la que responde mejor al cambio»

Charles DARWIN 13 de ENERO 16 AGOSTOdel del2013 2012- PANAMÁ - PANAMÁ

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Confiabilidad & Riesgo

Resumen de tópicos: 1. Confiabilidad. 2. Confiabilidad Sistémica. 3. Confiabilidad Operacional.

4. Beneficios & Riesgo.

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1. CONFIABILIDAD

Confiabilidad Teórica La confiabilidad R(t) de un elemento se define como: la probabilidad de que dicho elemento funcione sin fallas durante un tiempo «t» determinado bajo condiciones dadas.

La distribución de probabilidad acumulada de falla F(t) se define como: la probabilidad de que un elemento falle entre t0=0 y un tiempo t1=t. La relación entre confiabilidad R(t) y la probabilidad acumulada de falla F(t) se define como:

1. 𝑅 𝑡 = 2. 𝐹 𝑡 =

+∞ 𝑓 𝑡 𝑡 𝑓 −∞

𝑡 𝑑𝑡

𝑡 𝑑𝑡

3. 𝐹 𝑡 = 1 − 𝑅(𝑡)

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Ejemplo de Confiabilidad

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Ejemplo de Confiabilidad

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Ejemplo de Confiabilidad Los equipos que constituyen un Tornillo de Arquímedes se denominan: a) b) c) d)

Tornillo de Arquímedes. Motor Tornillo de Arquímedes. Caja Reductora de Tornillo de Arquímedes. Central de Lubricación del Tornillo de Arquímedes.

Estos equipos están en una lógica de falla en serie, dado que si falla uno de ellos, el SISTEMA «Tornillo de Arquímedes», falla.

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Ejemplo de Confiabilidad

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Ejemplo de Confiabilidad Serie: La falla de cualquier equipo provoca una detención del sistema.

B

A

n

R S (t )  R1 (t ) * R 2 (t ) * ........ * R n (t )   Ri (t ) i 1

A

Paralelo: Las fallas simultáneas de todos los equipos provocan una detención del sistema. n

R S ( t )  1  FS ( t )  1   R i ( t )

B

i 1

A

Stand-by: Las fallas simultáneas de todos los equipos provocan una detención del sistema. t

R S (t )  R A (t ) 

B



f A ( ) * R S ( t   ) * d 

0

A Redundancia parcial: Se requiere una fracción del total de equipos para un correcto funcionamiento del sistema.

B

n n R S (t )  P ( r  j  n )     * R j * (1  R ) ( n  j ) jr  j 

C

Fraccionamiento: A

B

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La falla de un equipo provoca una pérdida de capacidad en el sistema proporcional a su nivel de impacto.

R S ( t )  R t ( t ) * I i  (1 

n



i 1

n

I i ) *  R i (t ) i 1

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2.

CONFIABILIDAD SISTÉMICA

Confiabilidad Sistémica La confiabilidad Sistémica Rs(t) de un Proceso Unitario, se define como: la probabilidad de que dicho PROCESO UNITARIO ó SISTEMA funcione sin fallas durante un tiempo «t» determinado bajo condiciones dadas.

La distribución de probabilidad acumulada de falla F(t) se define como: la probabilidad de que un PROCESO UNITARIO ó SISTEMA, falle entre t0=0 y un tiempo t1=t. La relación entre confiabilidad Rs(t) y la probabilidad acumulada de falla Fs(t) se define como:

1. 𝑅𝑠 𝑡 = 2. 𝐹𝑠 𝑡 =

+∞ 𝑓 𝑡 𝑡 𝑓 −∞

𝑡 𝑑𝑡

𝑡 𝑑𝑡

3. 𝐹𝑠 𝑡 = 1 − 𝑅𝑠(𝑡) 13 de ENERO 16 AGOSTOdel del2013 2012- PANAMÁ - PANAMÁ

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Confiabilidad Sistémica – «PTAP CHILE» S15

SULFATO DE ALUMINIO

S16

POLÍMERO CARBÓN ACTIVADO

S14

S6

S5

FLOCULADOR

S7

DECANTADOR

S9

FILTROS

Extracción de Lodos

S3

S13

ESTANQUE DE ACUMULACIÓN

S11 FLOCULADOR

S4

DECANTACIÓN

S10

FILTROS

S8

S2 Extracción de Lodos

LAGO

S1

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S12

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RECEPCIÓN DE LODOS

Confiabilidad Sistémica – «PTAP CHILE»

Floculador – S5

Decantación - S7

Estanque de lodos decantador – S16

Sistema de cloro – S14

Sala bombas – S13

Filtros – S9

Serie Lago – S1

Sala Bombas – S2

Parchall – S3

Estanque de agua filtrada – S11

Serie

Floculador – S6

Decantacón – S8

Sala de bombas – S12

Filtros – S10

Serie

Fraccionamiento 50% - 50%

Sistema de desoficación de químicos – S6

Serie Fraccionamiento 50% - 50% Serie

Serie

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Confiabilidad Sistémica – «PTAP CHILE»

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Confiabilidad Sistémica – PTAR FARFANA

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Confiabilidad Sistémica

Conceptos que se modifican: 1. Las detenciones por falla de un equipo, se convierten en detenciones por fallas sistémicas. 2.Entra a jugar la variable de PROCESO en la Confiabilidad del Sistema. 3.¿Quién define una falla sistémica?. La Calidad del Producto Final, es decir, la cadena de valor del producto.

4.¿El SISTEMA GLOBAL se comporta como un equipo?. ¡Sí!. Por lo cual, es posible identificar los sistemas mas débiles de la cadena de valor. 13 de ENERO 16 AGOSTOdel del2013 2012- PANAMÁ - PANAMÁ

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3. CONFIABILIDAD OPERACIONAL

Confiabilidad Operacional Para la continua creación de valor económico, la empresa debe garantizar una competitividad sustentable sobre una base internacional. Uno de estos focos es el mejoramiento de la gestión de activos. Desafío Creación de Valor Maximización continua de la creación de valor económico en la empresa.

¿Cómo Lograrlo? Competitividad Capacidad de producir servicios y productos satisfaciendo al cliente mejor que la competencia.

¿Cómo mantenerlo? Innovación continua Capacidad de pensar y hacer de forma diferente y sustentable en el tiempo con orientación al mercado.

¿En qué? Eficiencia

Eficacia

Hacer con menos Reducción de costos

Hacer mejor y más Orientación al cliente

Efectividad Hacer bien Cuidado de las personas y del ambiente

Mejoramiento de la Gestión de Activos Durante todo el ciclo de vida (LCC)

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Confiabilidad Operacional

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Confiabilidad Operacional La temprana incorporación de Confiabilidad Operacional disminuye el nivel de incertidumbre del proyecto.

Es decir, la confiabilidad operacional, permite reducir los costos globales durante la etapa de ejercicio, de manera de prevenir y probar los sistemas en fases previas, bajo la lógica de análisis en el ciclo de vida de los activos (Life Cycle Cost Analysis) – LCCA.

La cultura de la confiabilidad operacional incluye el enfoque sistémico, la priorización de las actividades y la proactividad humana basados en la Visión, la Misión y los Objetivos de la organización. 13 de ENERO 16 AGOSTOdel del2013 2012- PANAMÁ - PANAMÁ

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Confiabilidad Operacional La temprana incorporación de Confiabilidad Operacional disminuye el nivel de incertidumbre del proyecto. Confiabilidad de los suministros

Confiabilidad Operacional

Costo

Confiabilidad Humana

Valor Activos (VA) Confiabilidad de los Activos

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Ingeniería de detalles

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concepción

Mantenibilidad de los activos

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Costo Global Operación (Ctot)

Construcción Instalación Pta. en Marcha

Confiabilidad de los procesos

Años de Operación

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4. BENEFICIO & RIESGO

Beneficio & Riesgo

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Beneficio & Riesgo ADQUISICIÓN DE DATOS

Generación de Datos Benchmark Fabricante

AJUSTE DE CURVAS (pdf)

Distribuciones Exponencial Weibull CONFIGURACION DEL SISTEMA

DETERMINACION ETAPA DE CICLO DE VIDA

Rodaje Vida Util Desgaste

OBTENCIÓN INDICADORES (KPI’s)

Confiabilidad – MTBF Mantenibilidad – MTTR Disponibilidad Costo de la Falta

CONTROLAR

ANALISIS DE CRITICIDAD OPORTUNIDADES DE MEJORA

MEJORAR

GESTION

PROYECTOS

A NIVEL DE EQUIPOS

A NIVEL DE PLANTAS

COMPETENCIAS LABORALES

GESTION DE REPUESTOS

PLAN MAESTRO DE GESTIÓN DE ACTIVOS PROYECTAR

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DEFINICION DE POLITICAS

Beneficio & Riesgo

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Beneficio & Riesgo

Modelo de diseño: Costo de Ineficiencia (CIneficiencia) = 𝑭 ∗ 𝑪𝒊 ∗ 𝑯 ∗ 𝟏 − 𝑨𝑺𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂 = 𝑩(𝑼𝑺𝑫) En donde: a) F = Factor de actualización, respecto a una tasa de costo de capital de la compañía. b) CIneficiencia = Costo de ineficiencia horario (USD/mes). c) H = Periodo de evaluación dentro del horizonte del proyecto (mes). d) Asistema = Disponibilidad probabilística del sistema. e) Cinversión = Costo de Inversión (USD)

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Beneficio & Riesgo Existen 2 posibles resultados: (CIneficiencia) = B (USD) > (CInversión) = A (USD): Implica invertir en la reposición del activo fijo.

(CIneficiencia) = B (USD) < (CInversión) = A (USD): Implica no invertir en la reposición del activo fijo.

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Beneficio & Riesgo

¿En dónde entra la Confiabilidad, Simulación Estocástica y el Riesgo? Asistema = Disponibilidad probabilística del sistema 𝐴𝑆𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 = 𝑓(𝐶𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑, 𝑆𝑖𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐸𝑠𝑡𝑜𝑐á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎, 𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎, 𝑀𝑇𝑇𝑅, 𝑀𝑇𝐵𝐹, 𝑒𝑡𝑐)

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Beneficio & Riesgo ¿Qué beneficios puedo obtener con los datos antes expuestos: tasa de falla, Disponibilidad, MTTR, MTBF, etc.? 1.

Análisis en el ciclo de vida de los activos (Life Cycle Cost Analysis) – LCCA.

2.

Justificación técnica – económica de una inversión (ejemplo posterior).

3.

Tasa de falla de los activos, con lo cual es posible PLANIFICAR GASTO EN REPUESTOS POR PERIODOS CONSIDERABLES (1 a 5 años).

4.

Ahorros en compras a futuro.

5.

Realizar MANTENIMIENTO GENÉTICO.

6. Realizar mejoras en PROCESOS UNITARIOS.

7.

Etc., etc., etc.,…..

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Beneficio & Riesgo

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Beneficio & Riesgo Propuesta: Se plantea agregar un segundo equipo Hidrociclón, ya que el actual opera bajo

configuración

en

Serie,

y

si

se agrega otro equipo, cambiaría la

configuración lógico funcional a Stand by; con lo cual se contribuye de manera directa a la seguridad de buen funcionamiento del sistema (¿Aumenta la Confiabilidad?).

2 Situación Propuesta Hidrociclones en Stand by

Aumentar la Redundancia

Impacto en los Costos

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Inversión

Costo de la Falta

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Beneficio & Riesgo 1° Situación Actual: Hidrociclón en Serie

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Beneficio & Riesgo 2º Situación Simulada: Hidrociclón en Stand-by 1 Situación Actual Hidrociclón en Serie

2 Situación Propuesta Hidrociclones en Stand by

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Beneficio & Riesgo Indicadores: 1.

Simulación Disponibilidad de 1 Hidrociclón: • Disponibilidad Inherente = 97,23%.

2. Simulación Redundancia Stand by: Hidrociclón 2: • MTBF = 200 [Hrs]. • MTTR = 5 [Hrs]. • Inversión = US$ 80,000. • Años = 5. • Tasa de Descuento = 12%. • DISPONIBILIDAD SIMULADA Stand By: 98,58%.

Equipos

(A)

Hidrociclón #1 Hidrociclón #2

Inversión Anual Costo Falta Costo Global

HIDROCICLON 1

97,23%

SIST HIDROCICLONES 1 y 2

98,58%

MOLIENDA BOLAS ACTUAL

95,52%

0

392.391

392.391

MOLIENDA BOLAS MODIFICADO

96,15%

22.193

336.984

359.177

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AHORRO: 33.000 USD/año

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Beneficio & Riesgo “Debe ser considerado que no hay nada más difícil de realizar, ni más dudoso de éxito, ni más peligroso de dirigir, que iniciar un nuevo orden de cosas. Para el reformista hay enemigos en todos aquellos que se benefician por el viejo orden”. N. Machiavelli. El Príncipe, Siglo XV.

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Preguntas…………

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